카를로 로벨리, 만약 시간이 존재하지 않는다면
카를로 로벨리
카를로 로벨리, 만약 시간이 존재하지 않는다면
블랙홀을 상상해 보자. 블랙홀의 중심에는 스스로의 무게에 짓눌리다가 작은 크기로 쪼그라든 초고밀도의 별이 있다. 태양이 언젠가 수명이 다해 블랙홀이 된다면 호두알 만큼 작아질 것이다. 그 작은 것이 거대한 별의 질량을 그대로 품고 있으므로 모든 것을 빨아들이는 강력한 중력장을 형성한다. 블랙홀의 중력장은 공간을 매우 강하게 휘게 만들고 빛조차 빠져나올 수 없게 할 뿐만아니라 시간도 느리게 만든다. 영화 인터스텔라를 본 사람들은 상상이 될 것이다. 그렇다고 블랙홀에 빠지면 좋겠다고 소원할 필요는 없다. 설령 블랙홀에 빠지더라도 그 안에서 겪는 시간은 슬로모션이 아니다. 다만 시간의 속도가 달라서 블랙홀 밖에서 보면 느려 보일 뿐이다. 반대로 블랙홀 안에서 외부를 본다면 엄청나게 빨라 보일 것이다. 즉, 블랙홀 안에 있더라도 내게 주어진 시간은 같다. 서로의 시계가 다르게 흐를 뿐 각자의 생체시계는 변함이 없고 자신의 시간이 느린지 빠른지 의식할 수 없다. 아무튼 우주의 공간이 상대적이듯 시간도 상대적이라는 말이 아인슈타인이 발견한 상대성원리다.
우리은하의 지름은 10만 광년이다. 한 쪽 끝에서 광속으로 메시지를 전송하면 다른 쪽 끝에 10만 년 뒤에 도달한다. 우리 은하에서 안드로메다 은하까지는 250만 년 뒤에 도달한다. 아무리 성능 좋은 광케이블을 깔아도 현재를 공유할 수 없다. 그렇게 보면 내 옆의 사람과의 대화도 마찬가지다. 빛의 속도는 초속 30만 킬로미터이므로 1미터 앞에 있는 친구와 이야기할 때 나는 3억 분의 1초의 시간 차를 갖게 된다. 공기 중에서 소리의 속도는 340m/초 이므로 친구가 340분의 1초 전에 했던 말을 듣는다. 그러나 이 정도 차이는 거의 분별하기 어렵기 때문에 현재를 공유한다고 할 수 있다. 적어도 지구 상에 있는 인류는 같은 시간을 공유한다고 보아도 그 차이를 인식하기 어렵다. 그러나 태양까지 빛의 속도로 8분, 태양계에서 가장 가까운 항성인 센타우리까지 4.3광년, 우리은하에서 가장 가까운 은하인 안드로메다까지 250만 광년... 이러면 이야기가 달라진다. 게다가 블랙홀의 경우에서 보듯이 별의 질량과 중력에 따라 시간이 다르게 흐른다면 지구의 현재와 다른 행성의 현재는 절대로 같을 수가 없다.
시간의 흐름은 움직이는 물체에게도 더 느리게 흐른다. 비행기로 날아가는 시계는 느리게 흐른다. '그럼 열심히 운동하면 젊음을 좀 더 오래 유지할 수 있을까?'라는 기대는 하지도 말기를 바란다. 위에서 말했다시피 시간이 다르게 흐른다고 나의 개인적인 시간이 늘어나는 것이 아니다. 그리고 어지간한 속도로는 얼마 차이 나지도 않는다.
아무튼 시간이 상대적이기 때문에 우주에 통일된 현재는 없다. 엄격하게 따지면 우리는 서로 누구와도 통일된 현재를 살고 있지 않다. 1미터 앞에 있는 친구는 3억 분의 1초 전의 그다. 에이 그 정도를 가지고 말장난하지 말라고 핀잔을 할지도 모른다. 그런데 만일 4.3광년 떨어진 센타우리 항성계에서 빛의 속도로 우리를 찾아오는 외계인이 있다면 어떨까? 그가 출발하는 장면은 빛의 속도로 4.3년 만에 지구에 도달한다. 외계인 자신도 빛의 속도로 왔으므로 출발하는 장면이 도달하자마자 지금 지구에 도착한 상황이 된다. 우리는 천체망원경으로 방금 4.3년 전에 그가 출발하는 것을 보았다. 그 장면이 방금 도달했기 때문이다. 외계인은 빛의 속도로 4.3년이 걸려서 도착했고 우리는 천체망원경으로 그가 출발하는 것을 보자마자 도착해 있는 것을 보는 것이다. 외계인은 분명히 여기까지 오는 데 4.3년이 걸렸으나 우리에게 그는 출발하자마자 도착한 존재다. 그런데 빛의 속도로 움직였으므로 가만히 있는 우리보다 그 외계인의 시간이 느리게 움직였을 것이다.
아이고! 이게 무슨 소린지 나도 모르겠다! 우리와 외계인이 만나는 타이밍을 상상하는 것도 영화에서처럼 단순한 일이 아니다. 괜찮다. 나만 어지러운 것이 아니다. 아인슈타인도 우주의 통일된 현재가 없다는 것을 알고는 "이 기괴한 세상"이라고 하였다. 생각의 지평을 넓히는 일은 이토록 어렵다.
